影响激光熔覆质量的主要有激光功率、熔覆速度、透镜焦距、聚集方位、维护气体等工艺参数。激光功率和熔覆速度是影响熔覆质量的主要参数,熔覆厚度取决于激光功率,约为功率(kW)的0.7次方,一般功率增大,熔覆深度添加;速度添加,熔深变浅,焊缝和热影响区变窄,生产率增高。可是过大的熔覆速度与激光功率将增大气孔和孔洞倾向。激光熔覆透镜焦距由输出激光的光斑直径决定,两者之间存在一佳匹配值。一般说来,所须熔覆的深度越深,透镜焦距越长,短焦距透镜对聚集的要求较高,而且粉末冶金材料熔覆时飞溅较大,透镜污染严重;太长焦距的透镜因为衍射使焦点变大,焦点处的能量密度不能到达大值。国内一般选用透镜聚集光学系统,该系统只能用于激光功率较小的场合,较高的激光功率将引起透镜焦点漂移,使焊缝的成形和质量较差。
国外较高功率场合大都选用反射镜聚集光学系统,因为冷却条件好,热稳定性好,焊缝成形均匀漂亮,熔覆质量牢靠。激光熔覆激光焦点在工件下方的特别方位能得到大的熔覆深度,即约为板厚的1/3处;水平的焦点方位根据状况而定。维护气体的作用是维护聚集透镜,避免焊缝氧化,选用惰性气体进行维护,氦气好。在我国,因为氦气价格昂贵,一般选用氩气,气体流量应控制好,假如太小,不起作用;假如太大,既浪费气体,又使焊接熔池翻滚,焊缝表面出现一波一波的凸起。激光熔覆按熔覆资料的供应方法大约可分为两大类,即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。预置式激光熔覆的首要工艺流程为:基体资料熔覆外表预处理-预置熔覆资料-预热-激光熔化-后热处理。同步式激光熔覆的首要工艺流程为:基体资料熔覆外表预处理-送料激光熔化-后热处理。激光熔覆是用高能激光束(104~106 W/cm 2) 辐照金属基体外表,使金属基体外表薄层和其上的熔覆资料一同相互作用,通过快速熔化、凝固构成具有硬度高、耐磨性好、抗腐蚀等特别物理化学特性的涂覆层的工艺进程。这是一种新型的复合资料,可以补充基体所不具备的优秀性能,更充分地发挥二者的优势,战胜彼此之间的缺乏,从而显著地改进基层外表的耐磨损、耐腐蚀、耐热、抗氧化等物理化学性能。
进入20世纪80年代以来,激光熔覆技能得到了敏捷的开展,已成为国内外激光表面改性研究的热点。激光熔敷技能具有很大的技能经济效益,广泛应用于机械制造与修理、汽车制造、纺织机械、航海与航天和石油化工等领域。
激光熔覆技能现已取得一定的成果,正处于逐步走向工业化应用的起步阶段。今后的开展前景主要有以下几个方面:
(1)激光熔覆的基础理论研究。
(2)熔覆材料的设计与开发。
(3)激光熔覆设备的改善与研制。
(4)理论模型的树立。
(5)激光熔覆的快速成型技能。
(6)熔覆进程控制的自动化。